3D数字光处理生物打印和在现场区分hiPSC用于工程心脏组织
Aihik Banerjee1, Kevin Dalsania1, Jonah Damian2
1Department of Bioengineering, University of California, Riverside, Riverside, CA 92521, USA.
Acta biomaterialia
|January 11, 2026
概括
研究人员开发了FiBGel,这是一种用于3D生物打印人类干细胞的新型生物墨水. 这一创新使得可以创建功能性心脏组织模型,提高可行性和可收缩性,用于疾病研究和药物开发.
科学领域:
- 生物材料科学 生物材料科学
- 干细胞生物学 干细胞生物学
- 组织工程是组织工程.
背景情况:
- 目前的人类心脏组织模型缺乏生理相关性,阻碍了心血管疾病研究和药物开发.
- 现有的二维培养和动物模型无法复制人类心肌的复杂性,而三维方法则在细胞生存和成熟方面扎.
研究的目的:
- 开发一种新的生物墨水,用于直接3D生物打印未分化的人类诱导多能干细胞 (hiPSCs).
- 为了在功能性工程心脏组织的生物打印结构中实现现场心脏差异化.
主要方法:
- 开发了FiBGel,这是一个可光交叉链接的,生物离子液体功能化的凝甲基烯 (GelMA) 水凝.
- 利用3D数字光处理 (DLP) 生物打印技术在FiBGel.Gel中封装hiPSC.
- 研究生物打印结构的 in situ 心脏分化和长期功能.
主要成果:
- 在FiBGel中证明了hiPSCs的成功3D DLP生物打印,创造了功能性心脏组织.
- 与2D方法相比,实现了优异的心脏生物标志物表达,持续的同步收缩性和长期活力 (长达4个月).
- FiBGel表现出可调节的机械/电化学特性,高细胞兼容性和可打印性.
结论:
- 通过FiBGel,可以使用未分化的hiPSC进行先进的功能性人类心脏组织模型的生物制造.
- 这个平台为药理学查,疾病建模和再生医学提供了重大进展.
- 这项研究为没有外部支持的hiPSC衍生的心脏结构提供了前所未有的生存时间.
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